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我國智能制造技術(shù)在信息技術(shù)、制造技術(shù)深度融合的發(fā)展進(jìn)程中，應(yīng)緊抓住高端電子裝備制造的“智能核心”，在關(guān)鍵共性制造技術(shù)自主創(chuàng)新上實(shí)現(xiàn)突破。

智能制造是全球制造業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)，也是《中國制造2025》的主攻方向，代表著新一代信息技術(shù)與傳統(tǒng)制造技術(shù)深度融合、集成創(chuàng)新的廣泛應(yīng)用，是制造業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化迭代交叉、轉(zhuǎn)型提升的重要交匯點(diǎn)，孕育著新一輪的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命。

我國制造業(yè)現(xiàn)階段的狀況是“大而不強(qiáng)、缺芯少智”。雖然在高鐵、水電、路橋、航空航天、超算等方面進(jìn)展顯著，取得了舉世矚目的成就，但工業(yè)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，高端裝備、關(guān)鍵元器件及零部件依賴進(jìn)口，制造質(zhì)量和實(shí)力與德國相比差距大。信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展與美國相比差距大，特別是在集成電路、高端軟件、智能傳感等方面的具體制造上欠缺自主核心技術(shù)，大量高端芯片、設(shè)計(jì)軟件、關(guān)鍵元器件與零部件等均需進(jìn)口，始終受制于人，在高端電子裝備制造上，完全自主研發(fā)制造的核心能力較弱，缺乏引領(lǐng)和支撐我國智能制造未來發(fā)展的關(guān)鍵共性技術(shù)。

我國智能制造技術(shù)在信息技術(shù)、制造技術(shù)深度融合的發(fā)展進(jìn)程中，應(yīng)緊抓住高端電子裝備制造的“智能核心”，在關(guān)鍵共性制造技術(shù)自主創(chuàng)新上實(shí)現(xiàn)突破，不斷強(qiáng)化工業(yè)制造業(yè)2.0的補(bǔ)齊、3.0的普及、4.0的推進(jìn)。

第一，加強(qiáng)戰(zhàn)略布局、搶占發(fā)展先機(jī)。智能制造的內(nèi)涵包括產(chǎn)品、裝備、模式、系統(tǒng)等，其主要的推動(dòng)力來自于智能科學(xué)與先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，如人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、智能感知、人機(jī)交互以及高端電子裝備制造、極端制造、離散制造、柔性制造、生物制造等，覆蓋了設(shè)計(jì)、模擬、仿真、分析、生產(chǎn)、控制、檢測(cè)等諸多環(huán)節(jié)。我國現(xiàn)階段芯片制造、操作系統(tǒng)、工業(yè)軟件等軟硬件制造能力仍然薄弱，除了在“核高基”、自主操作系統(tǒng)、工業(yè)軟件、大數(shù)據(jù)等自主研制開發(fā)上著力加強(qiáng)外，也要在認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)計(jì)算、人工智能、仿生制造等智能科學(xué)基礎(chǔ)研究上不斷深化，推動(dòng)制造技術(shù)、信息技術(shù)在智能制造中的深度融合發(fā)展。

第二，突破共性技術(shù)、夯實(shí)發(fā)展基礎(chǔ)。以高端電子裝備為代表的制造技術(shù)，是支撐智能制造發(fā)展的重要前提，如通信導(dǎo)航、芯片制造、雷達(dá)制造、天線制造、柔性電子制造、自動(dòng)控制等，在制造方面存在一些關(guān)鍵共性技術(shù)需要突破，如機(jī)電熱磁的一體化綜合設(shè)計(jì)、電氣互聯(lián)、微電子流片、微組裝、高密度封裝、精密和超精密加工、共形天線、表面工程技術(shù)等，直接制約著制造質(zhì)量和水平的提升，影響智能制造的自主發(fā)展。為此，應(yīng)從制造的具體實(shí)際出發(fā)，出臺(tái)解決共性技術(shù)的國家重大攻關(guān)計(jì)劃，構(gòu)建共享的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展平臺(tái)，解決發(fā)展智能制造的關(guān)鍵共性技術(shù)的核心問題。

第三，發(fā)展電子裝備、突出智能引領(lǐng)。信息技術(shù)是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、邁向工業(yè)3.0、4.0的關(guān)鍵，具有很強(qiáng)的滲透性和輻射性，信息化與工業(yè)化的深度融合，集中體現(xiàn)在以高端電子裝備制造為載體的信息技術(shù)與產(chǎn)業(yè)對(duì)重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化制造的改造提升上。

《中國制造2025》提出十大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)居于首位，也是機(jī)械、電力、軌道交通、航空航天、生物醫(yī)藥等主干制造業(yè)智能化發(fā)展的強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)器，著力發(fā)展自主的高端電子裝備制造，對(duì)于加快我國智能制造的歷史進(jìn)程具有重要的戰(zhàn)略意義。

共性關(guān)鍵技術(shù)：百渡文庫

機(jī)電一體化是各種技術(shù)相互滲透的結(jié)果，其發(fā)展所面臨的共性關(guān)鍵技術(shù)可以歸納為精密機(jī)械技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、接口技術(shù)和系統(tǒng)總體技術(shù)等七方面。

（一）精密機(jī)械技術(shù) 機(jī)電一體化產(chǎn)品對(duì)機(jī)械部分要求具有更新穎的結(jié)構(gòu)、更小的體積、更輕的重量，還要求精度更高、剛度更大、動(dòng)態(tài)性能更好、熱變形小、磨損小等。特別是關(guān)鍵部件，如導(dǎo)軌、滾珠絲杠、軸承、傳動(dòng)部件等的材料、精度對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能、控制精度影響極大。

（二）檢測(cè)傳感技術(shù) 檢測(cè)傳感技術(shù)是機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)，它將所測(cè)得的各種參量如位移、位置、速度、加速度、力、溫度、酸度和其他形式的信號(hào)等轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一規(guī)格的電信號(hào)輸入到信息處理系統(tǒng)中，并由此產(chǎn)生出相應(yīng)的控制信號(hào)以決定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式和動(dòng)作幅度。傳感器檢測(cè)的精度、靈敏度和可靠性將直接影響到機(jī)電一體化的性能。 機(jī)電一體化系統(tǒng)要求傳感裝置能快速、精確、可靠地獲取信息，而且價(jià)格低廉。目前，人們正在探索新的傳感機(jī)理，開發(fā)各種傳感功能的敏感材料，提高傳感器的靈敏度、可靠性、抗干擾等技術(shù)；信息型、智能型傳感器的研究；新型傳感器，如模糊傳感器、光纖傳感器、模式識(shí)別用傳感器等的研究；傳感器結(jié)構(gòu)、制造工藝的開發(fā)研究等。

（三）信息處理技術(shù) 信息處理技術(shù)包括信息的輸入、識(shí)別、變換、運(yùn)算、存儲(chǔ)及輸出技術(shù)，它們大都是依靠計(jì)算機(jī)來進(jìn)行的，因此計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息處理技術(shù)是密切相關(guān)的。機(jī)電一體化系統(tǒng)中主要采用工業(yè)控制機(jī)（包括可編程控制器，單、多回路調(diào)節(jié)器，單片微控器，總線式工業(yè)控制機(jī)，分布式計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)等）進(jìn)行信息處理。 信息處理技術(shù)方面尚需研究開發(fā)的課題有：提高硬件制造工藝，保證產(chǎn)品的可靠性；提高信號(hào)處理速度；研究漢字輸入! 輸出裝置；人" 機(jī)接口裝置信息處理的智能化；軟盤機(jī)、可編程控制器的標(biāo)準(zhǔn)化等。

（四）自動(dòng)控制技術(shù) 自動(dòng)控制技術(shù)就是通過控制器使被控對(duì)象或過程自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。機(jī)電一體化系統(tǒng)中自動(dòng)控制技術(shù)主要包括位置控制、速度控制、最優(yōu)控制、模糊控制、自適應(yīng)控制等。 主要以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，研究單輸入、單輸出一類線性自動(dòng)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)問題的古典控制技術(shù)發(fā)展較早，且已日臻成熟。現(xiàn)代控制技術(shù)主要以狀態(tài)空間法為基礎(chǔ)，研究多輸入、多輸出、參變量、非線性、高精度、高效能等控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)問題。最優(yōu)控制、最佳濾波、系統(tǒng)識(shí)別、自適應(yīng)控制等都是這一領(lǐng)域研究的重要課題。

（五）伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù) 伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要是指在控制指令的指揮下，控制驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件按照指令的要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并具有良好的動(dòng)態(tài)性能。執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要包括電磁鐵、伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、液壓電動(dòng)機(jī)、液壓缸、氣缸等。

（六）接口技術(shù) 接口技術(shù)是將機(jī)電一體化產(chǎn)品的各個(gè)部分有機(jī)地連接成一體。中央控制器發(fā)出的指令必須經(jīng)過接口設(shè)備的轉(zhuǎn)換才能變成機(jī)電一體化產(chǎn)品的實(shí)際動(dòng)作。而由外部輸入的檢測(cè)信號(hào)也只有先通過接口設(shè)備才能為中央控制器所識(shí)別。

（七）系統(tǒng)總體技術(shù) 系統(tǒng)總體技術(shù)是從整體目標(biāo)出發(fā)，用系統(tǒng)的觀點(diǎn)和方法，把系統(tǒng)分成若干功能的子系統(tǒng)，對(duì)于每個(gè)子系統(tǒng)的技術(shù)方案都首先從實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)技術(shù)協(xié)調(diào)的觀點(diǎn)來考慮，對(duì)于子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間的矛盾都要從總體協(xié)調(diào)的需要來選擇解決的方案。機(jī)電一體化系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)綜合體，利用系統(tǒng)總體技術(shù)將各種有關(guān)技術(shù)協(xié)調(diào)配合、綜合運(yùn)用而達(dá)到整體系統(tǒng)的最優(yōu)化。

摘自《中國科學(xué)報(bào)》